混凝土强度影响因素

混凝土强度影响因素

1．（一）混凝土的强度

强度是混凝土最重要的性质，混凝土的其他性能与强度均有密切关系，混凝土的强度也是配合比设计、施工控制和质量检验评定的主要技术指标。混凝土的强度主要有抗压强度、抗折强度、抗拉强度和抗剪强度等。其中抗压强度值最大，也是最主要的强度指标。

根据 《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002），混凝土的强度等级应按立方体抗压强度标准值确定，混凝土立方体抗压强度标准值系指标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期用标准方法测得的具有95%保证率的抗压强度。混凝土强度等级的划分主要是为了方便设计、施工验收等。强度等级的选择主要根据建筑物的重要性、结构部位和荷载情况确定。

2．①影响混凝土强度的主要因素。

影响混凝土强度的因素很多，从内因来说主要有水泥强度、水灰比和骨料质量；

（1）水泥强度和水灰比：

混凝土的强度主要来自水泥石以及与骨料之间的粘结强度。水泥强度越高，则水泥石自身强度及与骨料的粘结强度就越高，混凝土强度也越高，试验证明，混凝土与水泥强度成正比关系。

水泥完全水化的理论需水量约为水泥重的23%左右，但实际拌制混凝土时，为获得良好的和易性，水灰比大约在0.40～0.65之间，多余水分蒸发后，在混凝土内部留下孔隙，且水灰比越大，留下的孔隙越大，使有效承压面积减少，混凝土强度也就越小。另一方而，多余水分在混凝土内的迁移过程中遇到粗骨料时，由于受到粗骨料的阻碍，水分往往在其底部积聚，形成水泡，极大地削弱砂浆与骨料的粘结强度，使混凝土强度下降。因此，在水泥强度和其他条件相同的情况下，水灰比越小，混凝土强度越高，水灰比越大，混凝土强度越低。但水灰比太小，混凝土过于干稠，使得不能保证振捣均匀密实，强度反而降低。试验证明，在相同的情况下，混凝土的强度（ Mpa）与水灰比呈有规律的曲线关系，而与灰水比则成线性关系。

（2）骨料的品质：骨料中的有害物质含量高，则混凝土强度低，骨料自身强度不足，也可能降低混凝土强度。

1. 骨料有害杂质含量。细骨料中的有害杂质主要包括两方面：①粘土和云母。它们粘附于砂表面或夹杂其中，严重降低水泥与砂的粘结强度，从而降低混凝土的强度、抗渗性和抗冻性，增大混凝土的收缩。②有机质、硫化物及硫酸盐。它们对水泥有腐蚀作用，从而影响混凝土的性能。因此对有害杂质含量必须加以限制。《建筑用砂》（GB/T14684-2001）

2. 颗粒形态及表面特征。粗骨料的颗粒形状以近立方体或近球状体为最佳，但在岩石破碎生产碎石的过程中往往产生一定量的针、片状，使骨料的空隙率增大，并降低混凝土的强度，

从外因来说，则主要有施工条件、养护温度、湿度、龄期、试验条件和外加剂等等。分析影响混凝土强度各因素的目的，在于可根据工程实际情况，采取相应技术措施，提高混凝土的强度。

1.施工条件：施工条件主要指搅拌和振捣成型。一般来说机械搅拌比人工搅拌均匀，因

此强度也相对较高；搅拌时间越长，混凝土强度越高，如图4-13。但考虑到能耗、施

工进度等，一般要求控制在2～3min之间；投料方式对强度也有一定影响，如先投入粗

骨料、水泥和适量水搅拌一定时间，再加入砂和其余水，能比一次全部投料搅拌提高强

度10%左右。

一般情况下，采用机械振捣比人工振捣均匀密实，强度也略高。而且机械振捣允许

采用更小的水灰比，获得更高的强度。此外，高频振捣，多频振捣和二次振捣工艺等，

均有利于提高强度。

2.养护条件：混凝土浇筑成型后的养护温度、湿度是决定强度发展的主要外部因素。

养护环境温度高，水泥水化速度加快，混凝土强度发展也快，早期强度高；

若温度在冰点以下，不但水泥水化停止，而且有可能因冰冻导致混凝土结构疏松，强度

严重降低，尤其是早期混凝土应特别加强防冻措施。

①. 1．混凝土的立方体的养护。根据我国《普通混凝土力学性能试验方法》（GBJ81—

85）规定标准养护条件为温度20±2℃，相对湿度95%以上；标准龄期为28天。在上述

条件下测得的抗压强度值称为混凝土立方体抗压强度，以 表示。其测试和计算方法详

见试验部分。混凝土浇筑完毕后，应及时采取有效的养护措施： a、应在浇筑完毕后的12h内混凝土加以覆盖并保湿养护；

b、混凝土浇水养护的时间：对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥拌制的混凝土，不

得少于7d；对掺用缓凝外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14d；

c、浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态；

d、采用朔料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持朔料布

内有凝结水；

e、混凝土强度达到1.2N/mm前，不得在其上踩踏或安装模板及支架；

②.混凝土表面不宜浇水或使用塑料布覆盖时，宜涂刷养护剂。

湿度通常指的是空气相对湿度。相对湿度低，空气干燥，混凝土中的水分挥发加快，

致使混凝土缺水而停止水化，混凝土强度发展受阻。另一方面，混凝土在强度较低时失

水过快，极易引起干缩，影响混凝土耐久性。因此，应特别加强混凝土早期的浇水养护，

确保混凝土内部有足够的水分使水泥充分水化。根据有关规定和经验，在混凝土浇筑完

毕后12h内应开始对混凝土加以覆盖或浇水，对硅酸盐水泥、普通水泥和矿渣水泥配制

的混凝土浇水养护不得少于7天；对掺有缓凝剂、膨胀剂、大量掺合料或有防水抗渗要

求的混凝土浇水养护不得少于14天。

③. 龄期是指混凝土在正常养护下所经历的时间。随养护龄期增长，水泥水化程度提高，

凝胶体增多，自由水和孔隙率减少，密实度提高，混凝土强度也随之提高。最初的3D。

7D内强度增长较快，而后增幅减少，28天以后，强度增长更趋缓慢，但如果养护条件

得当，则在数十年内仍将有所增长。

④. 试件形状：主要指棱柱体和立方体试件之间的强度差异。由于“环箍效应”的影

响，棱柱体强度较低，这在前面已有分析。

⑤. 表面状态：表面平整，则受力均匀，强度较高；而表面粗糙或凹凸不平，则受力

不均匀，强度偏低。若试件表面涂润滑剂及其他油脂物质时，“环箍效应”减弱，强度

较低。

⑥.加载速度：根据混凝土受压破坏理论，混凝土破坏是在变形达到极限值时发生的。

当加载速度较快时，材料变形的增长落后于荷载的增加速度，故破坏时的强度值偏高；

相反，当加载速度很慢，混凝土将产生徐变，使强度偏低。

⑦．提高混凝土强度的措施。根据上述影响混凝土强度的因素分析，提高混凝土强度2

可从以下几方面采取措施：

（1）采用高标号水泥。

（2）尽可能降低水灰比，或采用干硬性混凝土。

（3）采用优质砂石骨料，选择合理砂率。

（4）采用机械搅拌和机械振捣，确保搅拌均匀性和振捣密实性，加强施工管理。

（5）改善养护条件，保证一定的温度和湿度条件，必要时可采用湿热处理，提高早期强度。特别对掺混合材料的混凝土或用粉煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥配制的混凝土，湿热处理的增强效果更加显著，不仅能提高早期强度，后期强度也能提高。

（6）掺入减水剂或早强剂，提高混凝土的强度或早期强度。

（7）掺硅灰或超细矿渣粉也是提高混凝土强度的有效措施。

备注：施工质量和养护条件。搅拌均匀、振捣密实是混凝土强度的重要保证。适当的养护温度和浇水养护是保证混凝土强度的基本措施。如果振捣不密实留下蜂窝、空洞，强度就严重下降，如果温度过低产生冻害或温度过高产生温度裂缝，强度严重降低，结构质量影响较大。如果浇水养护不足，混凝土产生干缩裂缝，也严重降低混凝土性能。因此，要保证混凝土良好的性能，施工养护是一个极其重要的环节。

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